(57)【要約】【課題】            安定したガス濃度の混合気体や特定の添加物質を添加した混合気体を生成することができる、構成の簡素な混合気生成器を得る。【解決手段】        液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜４で隔てた二部屋Ａ，Ｂを構成し、この二部屋のうちの一部屋Ａに液体を入れ、他の一部屋Ｂに気体を連続的に通して液体の気化ガスと気体との混合した混合気体を生成し、他の一部屋Ｂの隔膜より下流部には、ミスト状又はガス状の添加物質を注入するインジェクター９を設け、他の一部屋Ｂから混合気体と添加物質の混じったものを取出すようにする。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体を入れ、他の一部屋に気体を連続的に通して前記液体の気化ガスと気体との混合した混合気体を生成し、前記他の一部屋の前記隔膜より下流部には、ミスト状又はガス状の添加物質を注入するインジェクターを設け、前記他の一部屋から前記混合気体と添加物質の混じったものを取出すようにした混合気生成器。
【請求項２】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気体を連続的に通して前記液体燃料の気化ガスと気体との混合した混合気体を生成し、前記他の一部屋の前記隔膜より下流部には、ミスト状又はガス状の可燃性添加物質を注入するインジェクターを設け、前記他の一部屋から前記混合気体と可燃性添加物質の混じったものを取出してバーナー部に導き燃焼させるようにした燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体から混合気体を生成する混合気生成器及びその混合気生成器を利用した燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、加湿の主流は、透湿方式を用いたものになりつつある。透湿方式の加湿器では、水は通さないが、水蒸気は通す透湿膜の袋体やチューブが用いられている。袋体の中やチューブの外に水を溜め、袋体の外部やチューブ内に空気を通し、空気を透過した水蒸気で連続的に加湿するものである。なお、この種の従来技術としては、特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透湿膜を使った加湿器は、雑菌やカビのような大きなものは一切通さないクリーン性が特徴であり、ヒータ等の加熱手段なしでも高い加湿能力を有し、ランニングコストは低いといった利点がある。本発明者は、透湿膜の選択透過性に着目して、加湿以外に応用できないか思案を重ねた。その結果、液体を気化できることに着目し、液体のベーパー化に取組み、燃焼装置に利用できる混合気生成器の開発を試みた。そして、生成した混合気のガス濃度の安定化をいかに図るかといった課題に突き当った。
【０００５】
本発明は、透湿膜の特徴を応用し、上記した課題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、安定したガス濃度の混合気体や特定の添加物質を添加した混合気体を生成することができる、構成の簡素な混合気生成器を得ることであり、安定したガス濃度の混合気体を生成し、燃焼させることができる燃焼装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体を入れ、他の一部屋に気体を連続的に通して液体の気化ガスと気体との混合した混合気体を生成し、他の一部屋の隔膜より下流部には、ミスト状又はガス状の添加物質を注入するインジェクターを設け、他の一部屋から混合気体と添加物質の混じったものを取出すようにする手段を採用する。
【０００７】
また、他の発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気体を連続的に通して液体燃料の気化ガスと気体との混合した混合気体を生成し、他の一部屋の隔膜より下流部には、ミスト状又はガス状の可燃性添加物質を注入するインジェクターを設け、他の一部屋から混合気体と可燃性添加物質の混じったものを取出してバーナー部で燃焼させるようにする手段を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、隔膜で隔てた一部屋に入れた液体を、もう一部屋を介して液体の気化ガスと気体との混合気体を簡素な構成で得ることができ、混合気体のガス濃度が低い場合や特定の添加物質を添加したい場合にはインジェクターで添加物質を注入して有効な混合気体を得ることができる。
【０００９】
また、他の発明によれば、隔膜で隔てた一部屋に入れた液体燃料を、もう一部屋を介して液体燃料の気化ガスと気体との混合気体を簡素な構成で得ることができ、混合気体のガス濃度が低い場合にはインジェクターで可燃性添加物質を注入して安定したガス濃度の混合気体が得られ、安定した燃焼が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を適用した燃焼装置は、混合気生成器を中核として構成されている。混合気生成器は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋からなる構成である。隔膜はミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜を、中空のチューブ体に成形したものや板状の中空体に構成したものが使用されている。隔膜で隔てた二部屋の内の一部屋に液体燃料、例えば石油やガソリンを入れ、他の一部屋に気体（空気や水素ガス等）を連続的に通してこの部屋の下流端に設けられたバーナー部で、生成した気化ガスと空気との混合気体を、有効ガスとして燃焼用二次空気を導入して燃焼させる。混合気体は、通す気体が空気の場合、炭化水素ガスと燃焼用一次空気の混合した可燃性のものであり、そのまま燃焼させることもできる。
【００１１】
気体を通す部屋の隔膜より下流部には、ミスト状又はガス状の可燃性添加物質（石油やガソリンやアルコール等）を注入するインジェクターが設けられている。飽和蒸気圧によりこの部屋のガス濃度が目標値より低く燃焼しにくい時、インジェクターによりミスト状又はガス状の可燃性添加物質を注入し、混合気体と可燃性添加物質のまざったものをバーナー部に導き燃焼させる。これにより、混合気体のガス濃度を燃焼に適した形に補正でき、安定した燃焼が実現する。
【００１２】
混合気生成器について、隔膜を中空のチューブ体に成形したものでは、チューブ体の内部空間を一部屋とし、チューブ体の外部空間をもう一つの部屋としたモジュールで構成されている。チューブ体の外の部屋に液体燃料を入れ、チューブ体の内部空間である一部屋に気流を通してこの部屋の外に、炭化水素ガスと気体の混合した混合気体を取出し、バーナー部で燃焼させる。
【００１３】
この混合気生成器は、ヒータ等の加熱手段なしでも高い気化能力を有し、構成もいたって簡素でランニングコストが低いといった特徴を持っている。この混合気生成器を使うことにより、液体燃料から可燃性のある混合気体を簡単に生成でき、簡素な構成で安定した燃焼が実現できる燃焼装置が得られる。気化ガスと気体との混合割合は、二部屋を隔てる隔膜の実効透過面積（長さ、径、表面積など）を変えることによって変化させている。隔膜の実効透過面積を変化させるには、液体燃料に浸漬するチューブや板状の中空体の浸漬数を変化させる方法が簡単で良い。
【００１４】
実施の形態１．
図１と図２は、本実施の形態の石油暖房機や石油ボイラーに使用される燃焼装置の断面構成図である。この燃焼装置は、石油を炭化水素ガスに気化する混合気生成器１とバーナー部２を備えている。混合気生成器１の本体は、容器３内に、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜４を中空のチューブ体として構成した気化管５を図１に示すように多数本縦向きや横向きに貫通させて配設しただけの大変シンプルな構造である。チューブ体を、隔膜４を板状にした図２に示すような板状の中空体に構成してもよい。容器３は、補給口を有する密封容器であり、その胴周りには加熱手段として補助ヒータ６が装着されている。各気化管５の隔膜４の外は部屋Ａにあり、容器３内の部屋Ａに入れられた石油に浸漬している。各気化管５の隔膜４の内側の部屋Ｂは、気化管５の一端部においてチャンバー７に通じている。このチャンバー７には容器３より高位に配置された送風機８により連続的に送風がなされ、気化管５の部屋Ｂには一方向に気体が流れる。
【００１５】
気化管５の下流部にはミスト状又はガス状の可燃性添加物質（この実施の形態では石油）を注入するインジェクター９が設けられている。飽和蒸気圧によりこの部分のガス濃度が目標値より低く燃焼しにくい時、インジェクター９によりミスト状又はガス状の可燃性添加物質を注入し、混合気体と可燃性添加物質のまざったものをバーナー部２に導き燃焼させる。これにより、混合気体のガス濃度を燃焼に適した形に補正でき、安定した燃焼が実現する。ミスト状又はガス状の可燃性添加物質を作るには、超音波や電熱や回転あるいは渦流等の方式が採られている。
【００１６】
混合気生成器１のコア部分のモジュールは、厚み０．２ｍｍ、直径５ｍｍ程度のチューブ体に成形した隔膜４が、端末部分を除いて容器３内に収められた構成となっている。隔膜４の材料としては、ミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜で有機溶媒に溶けないものが用いられている。隔膜４での気体変換は、表面積に左右されるため、スプライン状やセレーション状に構成すると良い。補助ヒータ６は、容器３の石油の気化を促進するものである。
【００１７】
容器３内の部屋Ａに液体燃料である石油を入れ、補助ヒータ６で加熱しておき、気化管５内の部屋Ｂに送風機８により空気を通して、炭化水素ガスと空気の混合した混合気体を生成してバーナー部２に導き、着火すれば燃焼装置として機能する。気化管５内の部屋Ｂには、隔膜４を透過した炭化水素ガスと気体（空気）の混合した燃焼用一次空気を含む混合気体が生成され、必要に応じてインジェクター９によりミスト状又はガス状の可燃性添加物質を注入してバーナー部２で連続的に燃焼させる。このようにこの燃焼装置は、気化する物質がガス体では無く液体であるので扱い易く、構成もいたって簡素で殆ど加熱する必要もないのでランニングコストは低く、故障も少なく保守も楽である。
【００１８】
実施の形態２．
図３に示す本実施の形態は混合気生成器に関するものであり、実施の形態１で示した燃焼装置の混合気生成器と基本的には同じである。従って、実施の形態１と同じ部分については、実施の形態１のものと同じ符号を用い、それらの説明は省略する。
【００１９】
図３は、本実施の形態の混合気生成器１を示す断面構成図である。部屋Ａと部屋Ｂは隔膜４で隔てられている。図では部屋Ａは一つであるが部屋Ｂに複数併設し、個々に別な液体を入れてもよい。部屋Ｂには一方向から気体が送風機８により連続的に送られる。部屋Ａには任意の液体（石油・軽油・ガソリン・薬液等）が充填される。部屋Ｂの隔膜４より下流側には、インジェクター９が設けられている。インジェクター９は、ミスト状又はガス状の添加物質（石油・軽油・ガソリン・薬液等）を部屋Ｂに注入する。飽和蒸気圧によりこの部分のガス濃度が目標値より低いとき、インジェクター９によりミスト状又はガス状の添加物質を注入し、混合気体と添加物質のまざった混合気を生成する。インジェクター９は、任意の添加物質を混合気体に添加することもできる。部屋Ｂに通す気体は、空気や酸素あるいは水素等、必要に応じ種々の気体が用いられる。
【００２０】
この混合気生成器１によれば、可燃性の濃度の安定した混合気体を生成することや、混合気体に特定の添加物質を添加した混合気体を生成することができ、燃焼装置の他、医療において使われる吸引ガス等を生成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この混合気生成器１は、各種可燃性の溶媒から可燃性ガスを作ることが可能であり、これを有効ガスとして燃焼させるエンジンにも利用することができる。その他、各種実験用混合気体を簡単に作り出すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態１）
【図２】燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態１）
【図３】混合気生成器の断面構成図である。（実施の形態２）
【符号の説明】
【００２３】
１  混合気生成器、  ２  バーナー部、  ３  容器、  ４  隔膜、  ８  送風機、  ９  インジェクター、  Ａ  部屋、  Ｂ  部屋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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